برج خنک کننده مکعبی یکی از انواع کولینگ تاورهای تولیدی شرکت مهتاب گستر از نوع جریان متقاطع و در ظرفیت های 80 الی 1000 تن است که دقیقا شکل بدنه این دستگاه مکعب مربع یا مکعب مستطیل بوده و بدلیل مزایای زیاد و قیمت مناسبی که دارد امروزه مورد توجه اغلب کارفرمایان قرار گرفته است.
مشخصات فنی کولینگ تاورهای مکعبی
- بدنه، تشت جمع آوری آب و دریچه‌های ورودی هوا به برج خنک کننده مکعبی از جنس F.R.P با کیفیت بالا و مقاوم در مقابل اشعه ماورا بنفش خورشید (UV) و رطوبت بالا هستند.
- المان‌های خنک کننده از جنس PVC با روکش آنتی باکتریال انتخاب گردیده و قطعات فلزی از جنس آهن ST37 که پس از ساخت گالوانیزه آبکاری می‌گردد.
- الکتروموتور مورد استفاده برج خنک کننده مکعبی به منظور چرخش آب درون برج خنک کن مکعبی از نوع فلنچ دار و از مارکهای معتبر اروپای غربی (زیمنس آلمان)، با درجه حفاظت IP55 است.
- اتصال بدنه و قسمت های مختلف برج خنک کننده مکعبی با استفاده از پیچ و مهره تماما آبکاری شده است.
- طراحی مکعبی شکل این سیستم سبب شده است که سطح مکش هوا افزایش یافته و جریان هوا به راحتی صورت پذیرد که این امر موجب بالا رفتن راندمان و کاهش توان الکتروموتور می‌گردد.
- از مزایای برج‌های خنک کن مکعبی نسبت به مدل‌های مشابه می‌توان به عدم وجود نازل در پاشش آب، راندمان بالاتر، کاهش مصرف انرژی، کاهش هزینه‌های تعمیرات و نگهداری، به حداقل رساندن قطعات مکانیکی و غیره اشاره نمود.
- برج خنک کننده مکعبی مهتاب گستر با دو نوع کاربری صنعتی و تهویه مطبوع ساخته می‌شود و امکان سفارش ساخت در مدل‌های کوچک‌تر از 80 تن و بزرگتر 1000 تن نیز وجود دارد.
برج خنک کننده مکعبی مدار باز
در برج خنک کننده مدار باز مکعبی با بدنه F.R.P، آب ورودی از سیستم (Hot Water) وارد سیستم می‌گردد و پس از عبور از لوله‌های ورودی وارد نازل‌ها (Nuzzles) می گردند و با توجه به ساختار نازل به صورت گردابی بر روی سطوح پکینگ پاشیده می شوند. از دیگر سو هوای داخل برج خنک کننده مکعبی بوسیله فن تحت تاثیر الکتروموتور از پایین کولینگ تاور به سمت بالا مکش شده و خارج می‌کند. آب پاشش شده بر روی پکینگ‌ها به سمت پایین ریزش کرده و هوای داخل برج خنک کن از پایین به سمت بالا مکش می‌گردد. در این فرایند آب داغ در اثر عبور از کنار هوای تازه، خنک گردیده و داخل تشت (Basin) می‌ریزد و آب سرد (Cold Water) به وسیله‌ی لوله‌های خروجی خارج می‌گردد.
مزایای برج خنک کننده مکعبی مدار باز جریان مخالف
مزایای برج خنک کننده مکعبی مدار باز جریان مخالف نسبت به نسل پیشین:
• با استفاده از F.R.P در ساختمان برج خنک کننده مکعبی مشكل زنگ زدگی و خوردگی به وجود نخواهد آمد که این امر باعث افزایش طول عمر برج خنک کننده و كاهش هزینه نگهداری شده و به علت دارا بودنUV در مواد اولیه، در برابر اشعه آفتاب و رطوبت بالا مقاوم بوده و در طی مرور زمان تغییر حالت و رنگ نمی‌دهد.
• طراحی خاص و مکعبی شکل بدنه برج خنک کننده مکعبی حداکثر ایستایی و راندمان در عین کمترین وزن و فشار بر روی فونداسیون را به همراه دارد و میزان لرزش به میزان قابل توجهی پایین است.
• وجود ساختار مناسب، استفاده از الکتروموتور با مصرف برق پایین‌تر برای این مدل کولینگ تاور را فراهم کرده که در مقایسه با برج خنک کننده گالوانیزه متناسب کاهش 2 تا 3 برابری مصرف برق را به همراه دارد. کلیه الکتروموتورهای مورد استفاده طبق استاندارد UL بوده و ضد آب و فلنج دار است و مناسب جهت محیط های مرطوب و از نوع عمودی است و از مارکهای معروف اروپایی IP 55 تامین می‌گردد.
• فن‌های بکار رفته از نوع توخالی و پره‌های آن از نوع Axial از جنس AL-FRP بوده وبه دلیل استفاده از F.R.P و مواد PVC و بالانس دینامیكی و استاتیكی فن برج خنک کننده مکعبی، لرزش به حداقل ممكن كاهش یافته است و در اثر پایین بودن دور فن از صدایی كم با دبی مناسب برخوردار است.
• استفاده از لایه قطره گیر در زیر فن، پاشش آب به بیرون از برج خنک کننده مکعبی، را به حداقل رسانده و حداقل از دست دادن آب را در سیستم به همراه دارد.
• پکینگ‌های پلیمری از جنس PP و PVC در قالب Film Packing بوده كه در برابر جریان هوا و آب مقاوم بوده و از عمر طولانی برخوردار است، فیلم آبی كه بر روی این گونه پكینگ‌ها ایجاد می‌شود چندین برابر انواع دیگر آن است كه این امر باعث تماس بیشتر بین آب و هوا و سرد شدن بیشتر آب می‌شود.
این مطالب را از دست ندهید: پکینگ اسپلش و برج خنک کننده مدار بسته
• استفاده از نازل (Nuzzles) به جای آب پخش کن (Sprinkler) به دلیل عدم عملکرد دینامیکی، حداقل خرابی را در سیستم به همراه دارد در ضمن به دلیل استفاده از چند نازل در برج خنک کننده مکعبی در صورت خرابی یک یا دو عدد از نازل‌ها عملکرد سیستم مختل نمی‌گردد و نازل‌های بعدی عملیات پاشش آب را انجام می دهند و به تعمیرکاران و صاحب دستگاه مجال لازم برای تعمیرات را می دهند.
• در این برج‌ها به دلیل فضای موجود، امکان استفاده از لایه‌های بیشتر پکینگ وجود دارد که راندمان کولینگ تاور را به مراتب بالاتر می برد.
• به دلیل ساختار بدنه و مکعبی شکل و طراحی منحصر به فرد برج خنک کننده مکعبی، حداقل فضای کولینگ تاور را در تناژ متناسب با برج خنک کن مدور به همراه دارد که این امر خود موضوعی بسیار مهم در چینش و فضای اختصاصی در سایت مصرف کننده است.
برج خنک کننده مکعبی تک واحدی
مزایای استفاده از برج‌های خنک کننده مکعبی تک واحدی در مقایسه با نمونه‌های مجتمع شده:
- امکان از مدار خارج کردن هرکدام از واحدها به منظور تعمیرات بدون از مدار خارج کردن چیلر و توقف فعالیت آن
- غیر فعال کردن تعدادی از برج‌های خنک کننده در صورت کاهش بار چیلر و در نتیجه کاهش استهلاک سیستم و هزینه‌های جاری دستگاه‌ها
- امکان تولید هرکدام از واحدهای برج خنک کننده مکعبی در کارگاه تولیدی شرکت و ارسال محصول آماده شده به محل پروژه
نحوه عملکرد برج خنک کننده مکعبی
عملکرد برج خنک کننده مکعبی بدین شکل است که ابتدا آب گرم ورودی به سیستم از فلنچ های ورودی برج وارد می‌شود بعد از ورود به لوله سیستم پاشش آب وارد نازل برج خنک کننده مکعبی شده و از نازل با سرعت، زاویه و شعاع پاشش مناسب بر روی سطوح خنک کننده یا پکینگ برج خنک کننده پاشش می‌کند. وابسته به نوع برج خنک کننده مکعبی مدارباز جریان هوا تحت جریان عرضی (عمود به جریان آب) و یا جریان طولی (خلاف جهت جریان آب) تحت تماس با جریان آب قرار می گیرد.
آب خروجی از پایین ترین لایه پکینگ برج خنک کننده مکعبی در تماس با هوا گرمای خود را از دست داده و با درصد کمی تبخیر اکنون به دمای سردتری دست یافته است. این آب سرد خروجی به داخل تشتک (Basin) هدایت می‌شود. در آنجا از فلنچ خروجی تحت مکش پمپ قرار می گیرد و به سوی کندانسور دستگاه‌ها هدایت می‌شود. میزان آب تبخیر شده در برج خنک کننده مکعبی توسط یک شناور و توسط آب جبرانی دستگاه باید تامین گردد تا موازنه جرم در این دستگاه برقرار گردد. کولینگ تاورهای مکعبی در مقایسه با نمونه‌های مخروطی یا اصطلاحاً گرد دارای مزایایی است که مختصراً به آن می پردازیم:
مزایای برج خنک کننده مکعبی
- سیستم پاشش آب منظم
سیستم پاشش آب در برج خنک کننده مکعبی در انواع مختلف است که با توجه به شرایط طراحی نوع آن نیز معین می‌گردد. این سیستم که پاشش آب آن ها مساحتی مربعی شکل را پوشش می دهد باعث می‌شود که تمامی سطح پکینگ به چند سطح کوچیکتر مربعی تبدیل گردد و این سطوح با کمترین میزان فضای خالی (void space) تحت پوشش قرار می گیرد.
- سیستم قطره گیر (الیمیناتور)
در برج خنک کننده مکعبی قطره گیرها به صورت لانه زنبوری و در بالای قسمت لوله‌ها توزیع آب نصب می‌گردد و تمامی سطح مکش فن را پوشش می دهد و میزان DRIFT یا پرتاب آب از قسمت بالایی فن به کمتر از 0.002 درصد قطرات کاهش می یابد.
- اشغال فضای کمتر
به دلیل امکان ساخت برج خنک کننده مکعبی با ارتفاع بیشتر، این نوع از برج‌ها خنک کننده را می توان با سه لایه پکینگ مدیا طراحی کرد که افزایش تعداد لایه‌های پکینگ مدیا سبب افزایش سطح مفید انتقال حرارت بین آب و هوا می‌شود لذا با اشاره به موارد فوق می توان سطح مطلوب را در برج خنک کن مکعبی به میزان مورد توجهی کاهش داد و در زمان هایی که فضای مورد نیاز اهمیت داشته باشد کولینگ تاور مکعبی مزیت بالایی نسبت به دیگر گونه‌ها دارند.
- کاهش میزان آپروچ (نزدیکی به دمای محیط)
افزایش راندمان حرارتی با توجه به یک سری از دلایل کاملا مشخص، همچون سیستم توزیع آب پیوسته و بدون فضای خالی، افزایش سطح انتقال حرارت و میزان هوادهی بیشتر در کولینگ تاور مکعبی نتیجه اینطور استنباط و اثبات شده که برج خنک کننده مکعبی قادر خواهند بود که خروجی آب سرد را به میزان 1 الی 2 درجه بیشتر به دمای مرطوب محیط نزدیک کنند و این موضوع در زمان هایی که خروجی آب سرد در برج خنک کننده بخواهد به نزدیکترین حد ممکن به دمای محیط نزدیک شود حائز اهمیت می‌شود. با کاهش دمای آب خروجی (TL) راندمان حرارتی نیز افزایش می‌یابد.
- افت فشار کمتر در برج خنک کننده مکعبی
سیستم پاشش قطرات آب بر روی سطوح خنک کننده به صورت بیشتر ثقلی با نیرو محرکه بسیار کم انجام می‌شود و فشار عموما ناچیز و گاهی نزدیک به فشار جو است. بنابراین میزان فشاری که در برج خنک کننده مکعبی نیاز معمولاٌ بسیار کمتر از میزان فشاری است که باید برای برج خنک کننده مخروطی فراهم گردد زیرا برج خنک کننده مخروطی بخشی از فشار خط لوله را که میزان قابل توجهی نیز است صرف چرخاندن اسپرینکلر و پاشش آب بر روی پکینگ‌ها می کنند بنابراین افت فشار در کولینگ تاور مخروطی بیشتر از برج خنک کننده مکعبی است.
معایب برج‌های خنک کن مکعبی
- ارتفاع زیاد در شرایطی که برج خنک کننده قرار است در فضای پوشیده و مسقف نصب شود و به لحاظ ارتفاع محدودیت داریم در طراحی عموما از برج خنک کننده مکعبی استفاده نمی‌گردد چون در این صورت اگر میزان فضای کافی در بالای قسمت فن (فن استک) فراهم نباشد مشکلات متعددی را ایجاد می‌کند.
- دبی اسمی کمتر: برج خنک کننده مکعبی معمولا میزان دبی نرمال کمتری نسبت به مورد ها دیگر مشابه خود دارند و این به این دلیل است که فشار مجاز برج خنک کننده مکعبی اجازه نمی دهد در شرایط یکسان فشار از حد معینی بیشتر شود، در حالی که عموما این فشار مجاز در برج خنک کننده مخروطی به میزانی بالاست که جزء پارامتر های طراحی در نظر گرفته نمی‌شود.
سخن آخر:
شرکت مهتاب گستر نیز در راستای بهبود عملکرد دستگاه‌های تولیدی خود در بیشتر موارد از تولید برج‌های خنک کن مکعبی در خط تولید خود بهره می برد. البته لازم به ذکر است که پیشرفت روز افزون تکنولوژِی سبب شده که برج خنک کن مکعبی با استفاده از تجهیزات جانبی همانند فیلتر هوای ورودی (جهت افزایش کیفیت هوای ورودی) سیستم آنتی فریز (جلوگیری از یخ زگی آب تشتک در زمستان) و سیستم اتو درین (تخلیه خودکار)، توانسته است که برج خنک کننده با مصرف انرژی بسیار کم و همچنین با راندمان بالاتر تولید کند و همچنین با استفاده از کنترل آب و هوای ورودی به دستگاه عمر قطعات داخلی برج خنک کننده مکعبی تولیدی انحصاری خود را افزایش دهد.
تجهیزات مورد استفاده خاص در تولید برج‌های خنک کن مکعبی
- نازل‌ها و لوله‌های توزیع آب (Nuzzles & Pipes)
لوله‌های ورودی از جنس پلی اتیلن 10 اتمسفر و پلیکای فشار قوی. سیستم توزیع آب شامل نازل‌های مربع پاش ازجنس پلی اتیلن است. این نازل‌ها بالاترین درجه کیفی و بیشترین راندمان که کمترین افت فشار را بر سیستم به همراه دارد را دارا هستند. به دلیل درپوش‌های موجود در سیستم امکان تعمیرات و تخلیه لوله از رسوبات بسیار آسان است.
- قطره گیر (Drippers)
وجود قطره گیر بجای لوور علاوه بر هدایت صحیح هوا به سمت داخل برج خنک کن مکعبی در صورت وجود بادهای محلی در محل نصب دستگاه امکان پاشیدن آب داخل برج خنک کننده مکعبی از داخل کولینگ تاور به بیرون را از بین می برد. در قطره گیرهای جایگزین لو ور امکان ورود اشیاء خارجی نظیر گرد و خاک و شاخه درختان به داخل برج خنک کن مکعبی غیر ممکن است. قطره گیرهای نصب شده در زیر فن، قطرات آب موجود در داخل برج خنک کن مکعبی را که در اثر گردش فن تمایل به حرکت به سمت فن و خروج از برج خنک کن دارند، در دام خود نگهداشته و دوباره به داخل دستگاه بر می‌گردانند و امکان پرت آب را به حداقل ممکن می‌رسانند.
